COOPERATION BETWEEN NORWAY AND BRAZIL IN RESEARCH AND EDUCATION FOR IMPROVED BREEDING IN SUSTAINABLE AQUACULTURE

Akvakultur er den raskest voksende matproduksjonssektoren i verden og står for mer enn 50 % av fisken som konsumeres globalt. Den er også en av de viktigste internasjonale næringene både i Norge og Brasil. Hovedmålet med NORBRAQUA var å etablere et langsiktig samarbeid mellom Norge og Brasil innen forskning og forskningsbasert utdanning i akvakultur. De akademiske institusjonene som deltok, var Nord Universitet, Universidade Estadual de Londrina (UEL) og Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA), som er det største forskningsinstituttet innen dyreproduksjon og landbruk i Brasil. I tillegg til disse akademiske partnerne hadde NORBRAQUA et tett samarbeid med akvakulturnæringen gjennom to ledende avlsselskaper, GenoMar og AquaGenetics. Mobilitet var kjernen i NORBRAQUA, og prosjektstarten ble sterkt påvirket av covid-relaterte restriksjoner. Likevel fikk prosjektet stor fremdrift i 2023, og både de brasilianske og norske teamene jobbet sammen for å overvinne utfordringene og nå målene. Gjennom prosjektet var Nord Universitet vertskap for fire PhD- og tre MSc-studenter fra UEL og EMBRAPA, som utførte fremragende forskning innen fiskereproduksjon og helse. Vi undersøkte effektene av forsuring av vann på utviklingen av testikler hos lambari-do-rabo-amarelo og fant at pH endrer ekspresjonsnivåene til en rekke gener. Videre oppdaget vi forskjeller i forekomsten av transposable elementer og ekspresjonen av ikke-kodende RNA i to stammer av Streptococcus agalactiae, nylig isolert fra streptokokkoseutbrudd på Niltilapiafarmer i Brasil. Ved hjelp av neste generasjons sekvensering avdekket vi en serotype-spesifikk immunrespons og forskjeller i DNA-metylering hos fisk infisert med denne patogenen. Disse funnene er viktige for å forbedre sykdomshåndteringen i oppdrett av Niltilapia, da de kan bidra til utviklingen av forebyggende tiltak, tidlig deteksjon og effektiv behandling mot streptokokkose. I en annen forskningslinje undersøkte vi hvordan fortynningsmidler og antioksidanter påvirker kvaliteten på kryopreservert sperm hos Niltilapia og hvordan denne prosessen påvirker DNA-metylering på tvers av genomet. Vi utviklet også protokoller for hormonindusert eggproduksjon og kryopreservering av sperm. Disse resultatene kan ha anvendelse i avlsprogrammer for Niltilapia. I 2024 arrangerte vi en workshop om Oxford Nanopore-sekvensering ved Nord Universitet, som inkluderte forelesninger om ulike bioinformatikk-temaer og praktisk trening i MinION-sekvensering og dataanalyse. Workshopen samlet 11 deltakere fra ulike bakgrunner og akademiske nivåer: 5 MSc, 3 PhD og 3 postdoktorer/forskere. Deltakerne fikk sekvensere sine egne DNA-prøver fra flere taksonomiske grupper, inkludert bakterier, sopp, ikter og fisk. Evalueringene fra deltakerne viste at workshopen var en suksess og ga dem bioinformatiske ferdigheter til å navigere i ONT-spesifikke programvarer og gå videre til avanserte analyser relevante for deres forskningsprosjekter. For å utvide fagtilbudet i MSc i Biosciences (spesialisering i akvakultur) ved Nord Universitet forberedte GenoMar og de brasilianske partnerne fra UEL og EMBRAPA et intensivt modul om utvalgte temaer knyttet til ferskvannsakvakultur. I dette seminaret fikk studentene lære mer om innovasjoner innen Niltilapia-avl, fiskesykdommer i Brasil, kryopreservering og Niltilapia-reproduksjon, samt Amazonas’ fiskebiodiversitet, ernæringsbehov og utfordringer innen oppdrett. Denne akademiske utvekslingen la også til rette for diskusjoner om fremtidig felles veiledning av studenter og fjernundervisning i andre kurs. NORBRAQUA ble avsluttet med et internasjonalt symposium med tittelen "I Omics in Aquaculture" ved EMBRAPA, hvor MSc- og PhD-studenter som var involvert i prosjektet presenterte sine forskningsresultater sammen med inviterte foredragsholdere fra Chile, Brasil, Spania og Norge. Arrangementet ble strømmet direkte og hadde over 25 deltakere fysisk til stede, inkludert bachelor- og masterstudenter, akademikere og industrifolk. I tillegg til det vitenskapelige innholdet fremmet symposiet nettverksbygging og nye samarbeidsmuligheter blant deltakerne. Resultatene fra dette spennende prosjektet har bidratt til: i) høy kvalitet på samarbeidet mellom Brasil og Norge innen forskning og utdanning, ii) økt mobilitet for studenter og akademikere, iii) rekruttering av etterspurt kompetanse i akvakulturnæringen, og iv) bærekraft i fiskeoppdrett. Samarbeidet mellom norske og brasilianske partnere vil fortsette utover NORBRAQUA-prosjektet gjennom en strukturert strategi for langsiktig samarbeid, som omfatter nettbasert undervisning, felles forskningsprosjekter og studentveiledning.

The main outcomes of NORBRAQUA include: - Increase the number of students at Nord University, State University of Londrina and EMBRAPA through mobility visits of 3 MSc and 4 PhD students. - Enriching the curricula of MSc students at Nord through an intensive module in freshwater aquaculture, addressing diseases, nutrition and breeding of freshwater fish species. - Development of an egg stripping protocol following hormonal induction in Nile tilapia. - Establishment of an efficient method to cryopreserve Nile tilapia sperm. - Increase the competency of researchers, undergraduate and post-graduate students in Nanopore sequencing and bioinformatic analysis through a workshop at Nord University. - Consolidation of international research cooperation between Nord University and Genomar, as well as development of new collaborations with State University of Londrina and EMBRAPA through joint student supervision, research visits for staff members, and the organization of an international symposium in aquaculture genomics. The results and outcomes from NORBRAQUA will have beneficial societal and environmental impacts, contributing in particular to UN sustainable development goals SDG2 (zero hunger), SDG4 (quality education) and SDG14 (life below water). In particular, the findings about Streptococcus serotype-specific immune responses in Nile tilapia are relevant for advancing disease management in farming of this species, as they can assist in the development of preventive measures, early detection, and effective treatment against streptococcosis. Also, the obtention of eggs through hormonal induction and cryopreservation of semen are key to develop selective breeding programmes for more robust fish, which will contribute to food security and sustainable farming. In the long-term, working with Brazilian partners will promote sending and receiving more exchange students and it is potentially a gateway of recruiting students on full degree. This cooperation will improve the education quality and foster competence in current fields, such as genomics in aquaculture. The engagement of students from Brazil will result in their recruitment in other Norwegian and Brazilian companies, which will benefit regional and local businesses both in Norway and Brazil.

Aquaculture is the fastest growing food production sector in the world, accounting for more than 50% of the fish for human consumption worldwide. Aquaculture is also one of the most important and international industries in Norway. NORBRAQUA will establish a long-term cooperation between Norway and Brazil in research and research-based education in aquaculture through reciprocal mobility stays of graduate students, joint student supervision, development of a freshwater aquaculture module at the MSc level and organisation of a workshop in selective breeding and fish reproduction. The academic institutions involved are Nord University, Universidade Estadual de Londrina and the Brazilian Agricultural Research Corporation, which is the largest research institute in animal production and agriculture in Brazil. In addition, NORBRAQUA will have a strong collaboration with the aquaculture industry through three leading fish breeding companies, namely AquaGen, GenoMar and AquaBel. The project will be directly linked to the ERC Consolidator grant EPIFISH at Nord University. The expected outputs from NORBRAQUA will contribute to i) long-term high quality cooperation between Brazil and Norway in research and education, ii) increased bilateral mobility of students and academics, iii) recruitment of much needed competence in the aquaculture industry and iv) improvement of selective breeding programmes and sustainability of fish farming.